DE3936708C2 - Process for removing sulfur dioxide and possibly nitrogen oxides and other contaminants from the waste gas of a waste incineration plant - Google Patents
Process for removing sulfur dioxide and possibly nitrogen oxides and other contaminants from the waste gas of a waste incineration plantInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von mindestens Schwefeldioxid sowie anderen Verunreinigungen aus dem Abgas einer Feuerung, bei dem zunächst der Hauptteil an Schwefeldioxid durch Zugabe von schwefeldioxidbindenden Additiven entfernt wird, danach in einer Schicht aus körnigem, kohlenstoffhaltigem Adsorptionsmittel weiteres Schwefeldioxid entfernt, wobei zumindest ein Teil von aus der Schicht abgezogenem Adsorptionsmittel einer Verbrennung zugeführt wird.The invention relates to a method for removing at least sulfur dioxide and other impurities from the flue gas of a furnace, in which the Main part of sulfur dioxide by adding sulfur dioxide binding additives is removed, then in a layer of granular, carbonaceous Adsorbent removed further sulfur dioxide, whereby at least a portion of that is peeled from the layer Adsorbent is supplied to a combustion.
Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 36 05 589 bekannt geworden. Es wird dabei offengelassen, ob vor der Entfernung des Hauptteils an Schwefeldioxid durch Zugabe von schwefeldioxidbindenden Additiven der Flugstaub in dem aus der Feuerung austretenden Rauchgas entfernt wird. Es wird zwar darauf hingewiesen, daß das hauptteil entschwefelte Abgas Schwermetallverbindungen enthalten kann, es fehlen jedoch einzelne Angaben zur Entfernung der Schwermetalle. Die Schicht wird mit einem preiswerten, körnigen, kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmittel beschickt, wie z. B. Bruchkoks und zumindest teilweise einer Feuerungsanlage zugeführt. Das bei der Verbrennung in der Feuerungsanlage am Bruchkoks adsorbierte Schwefeldioxid wird dabei freigesetzt und mit dem Abgas der Feuerung vermischt.Such a method is known from DE-OS 36 05 589 become. It is left open whether before Removal of most of the sulfur dioxide by adding of sulfur dioxide binding additives the dust in the flue gas emerging from the furnace is removed. It it is pointed out that the main part Desulphurized exhaust contains heavy metal compounds can, but there is no information on the removal of the Heavy metals. The layer is covered with an inexpensive, granular, carbon-containing adsorbent, such as B. coke and at least partially one Firing system fed. That when burning in the Combustion plant on coke adsorbed sulfur dioxide is released and with the exhaust gas from the furnace mixed.
Aus der EP-A2 03 05 779 ist ein Verfahren zur thermischen Entsorgung von Abfallstoffen bekannt, bei dem die Abfallstoffe in einem Zyklon bei hohen Temperaturen unter Bildung einer schadstoffarmen, schmelzflüssigen Schlacke und eines heißen Abgases verbrannt werden, welches flüchtige Wertstoffe und/oder Schadstoffe enthält. Das Abgas wird gekühlt, um durch Kondensation die Wert- und/oder Schadstoffe abzuscheiden. Insbesondere soll das dortige Verfahren auch auf Flugstäube aus thermischen Entsorgungsprozessen angewendet werden, die bisher in Sonderdeponien eingelagert werden mußten. Durch die Umwandlung in eine laugungsresistente, dichte Schlacke kann unter Umständen auf die Deponie verzichtet und die Schlacke verwertet werden.EP-A2 03 05 779 describes a method for thermal Disposal of waste materials known in which the Waste materials in a cyclone at high temperatures below Formation of a low-pollutant, molten slag and a hot exhaust gas are burned, which contains volatile materials and / or pollutants. The Exhaust gas is cooled in order to condense the value and / or remove pollutants. In particular, that should processes there also on airborne dusts from thermal Disposal processes are used that were previously in Special landfills had to be put into storage. Through the Can convert into a leach resistant, dense slag possibly dispensing with the landfill and the slag be used.
Aus der DE-OS 37 06 131 ist ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden, sowie anderen Verunreinigungen aus dem Abgas einer Feuerung bekannt, bei dem zunächst der Hauptteil an Schwefeldioxid durch Zugabe von SO2-bindenden Additiven entfernt wird und danach in einer Schicht aus körnigem, kohlenstoffhaltigem Adsorptionsmittel weiteres Schwefeldioxid und nach Zugabe eines Reduktionsmittels die Stickoxide in einer weiteren Schicht aus körnigem, kohlenstoffhaltigem Adsorptionsmittel entfernt werden. Zumindest ein Teil von abgezogenem Adsorptionsmittel wird einer Verbrennung zugeführt. Der Schicht zur Entfernung von weiterem Schwefeldioxid ist vorzugsweise eine weitere Schicht aus körnigem, kohlenstoffhaltigem Material zur Entfernung von dampfförmigem Quecksilber und zur Feinentstaubung vorgeschaltet. Das mit Quecksilber beladene Adsorptionsmittel wird dem Kreislauf entzogen und entweder anderweitig entsorgt oder das mit den Schwermetallen beladene Adsorptionsmittel kann in einer Kesselanlage mit nachgeschalteter Rauchgaswaschanlage verbrannt werden, sofern es dadurch möglich ist, den Koks von der Beladung des Metalles zu befreien. Ein Hinweis auf die Entsorgung des in dem zu reinigenden Abgas enthaltenen Staubes findet sich in der DE-OS 37 06 131 nicht.From DE-OS 37 06 131 a method for removing sulfur dioxide and nitrogen oxides, as well as other impurities from the exhaust gas of a furnace is known, in which the majority of sulfur dioxide is first removed by adding SO 2 -binding additives and then in a layer further sulfur dioxide is removed from granular, carbon-containing adsorbent and, after adding a reducing agent, the nitrogen oxides are removed in a further layer of granular, carbon-containing adsorbent. At least a portion of the adsorbent removed is incinerated. The layer for removing further sulfur dioxide is preferably preceded by a further layer of granular, carbon-containing material for removing vaporous mercury and for fine dedusting. The adsorbent loaded with mercury is withdrawn from the circuit and either disposed of elsewhere or the adsorbent loaded with the heavy metals can be burned in a boiler system with a downstream flue gas scrubbing system, if this makes it possible to free the coke from the metal load. A reference to the disposal of the dust contained in the exhaust gas to be cleaned is not found in DE-OS 37 06 131.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das aus der DE-OS 36 05 589 bekannte Verfahren so zu gestalten, daß bei der Verbrennung von Abfallstoffen sowohl die belasteten Filteraschen bzw. Flugstäube als auch die für die Entschwefelung und ggf. Entstickung eingesetzten körnigen, kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmittel auf einfache Weise entsorgt werden können.It is the object of the present invention that from the DE-OS 36 05 589 known methods to design so that the combustion of waste materials both the polluted Filter ash or dusts as well as those for Desulphurization and possibly denitrification used granular, carbonaceous adsorbent in a simple manner can be disposed of.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.This task is accomplished by the method according to claim 1 solved.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die zum Einschmelzen der Filterasche, d. h. die zum Verglasen der Asche erforderliche Energie auf einfache Weise durch das bei der Entschwefelung und ggf. bei der Entstickung eingesetzten kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmittel bereitgestellt werden kann.The invention is based on the knowledge that the Melting the filter ash, d. H. the for glazing the Ash required energy in a simple way through the during desulfurization and, if necessary, denitrification carbon-containing adsorbent used can be provided.
Der Schicht zur Entfernung des weiteren Schwefeldioxidgehalts wird eine weitere Schicht aus körnigem, kohlenstoffhaltigem Material zur Entfernung von dampfförmigem Quecksilber und zur Feinentstaubung vorgeschaltet. Das aus dieser weiteren Schicht abgezogene Material wird zum Verdampfen des adsorbierten Quecksilbers erwärmt und das verdampfte Quecksilber adsorbiert oder durch Kühlung auskondensiert. Das von dem Quecksilber befreite kohlenstoffhaltige Adsorptionsmaterial aus der weiteren Schicht wird ebenfalls dem Schmelzaggregat zugeführt.The layer to remove the a further layer is made of further sulfur dioxide content granular, carbonaceous material for removing vaporous mercury and for fine dust removal upstream. The one subtracted from this additional layer Material is used to vaporize the adsorbed mercury warmed and the vaporized mercury adsorbed or condensed out by cooling. The mercury freed carbonaceous adsorbent from the another layer is also the melting unit fed.
Wenn die Abfallstoffverbrennungsanlage in üblicher Weise als Rostfeuerung, Wirbelschicht oder Drehrohrofen ausgeführt ist, fallen neben der mit dem Abgas aus der Verbrennungsanlage ausgetragenen Filterasche noch weitere Nebenprodukte wie Kesselasche, Rostabwurf, Wirbelbettasche und Schlacke an. Es ist daher von Vorteil, wenn aus der Abfallstoffverbrennungsanlage nicht über das Abgas ausgetragene Verbrennungsrückstände ebenfalls dem Schmelzvorgang zugeführt werden, um zum einen die noch in ihnen enthaltenen Kohlenstoffanteile zu verbrennen und zum anderen auch diese in eine laugungsresistente, dichte Schlacke zu überführen. Die Kesselschlacke ist poröser als die in dem Schmelzaggregat erzeugte verglaste Schlacke, so daß es durchaus auch sinnvoll sein kann die Kesselschlacke umzuschmelzen. Hierbei kann es jedoch erforderlich sein, mehr Brennstoff als das Adsorptionsmaterial aus den Gasreinigungsschichten zuzuführen.If the waste incinerator in the usual way as grate firing, fluidized bed or rotary kiln is executed, in addition to that with the exhaust gas from the Incinerator discharged filter ash still more By-products such as kettle ash, rust discharge, fluidized bed bag and slag. It is therefore advantageous if from the Waste incinerator does not have the exhaust gas discharged combustion residues also the Melting process to be fed to the one still in to burn them contained carbon and to others also in a leach-resistant, dense To transfer slag. The boiler slag is more porous than the glazed slag produced in the smelting unit, so that it can also make sense to use the boiler slag remelt. However, it may be necessary to more fuel than the adsorbent material from the Supply gas cleaning layers.
Die Erfindung richtet sich vorzugsweise auf das Verfahren gemäß der DE-OS 36 05 589, bei dem in dem Abgas vorhandene Stickoxide nach Zugabe eines Reduktionsmittels in einer der ersten Schicht nachgeschalteten zweiten Schicht aus körnigem, kohlenstoffhaltigem Adsorptionsmittel entfernt werden. Da die Schicht zur Entfernung von Stickstoffoxiden eine katalytisch wirkende Schicht ist, wird üblicherweise ein hochwertiges kohlenstoffhaltiges Adsorptionsmittel für diese Schicht eingesetzt und die Schicht als quasi stationäre Schicht gefahren, die erst bei Anstieg des Druckabfalls bewegt werden muß. Es daher zweckmäßig, daß das aus der Entstickungsschicht abgezogene Material einer Siebung unterzogen wird und das Überkorn in die Schicht zurückgeführt und das Unterkorn ebenfalls dem Schmelzaggregat zugeführt wird.The invention is preferably directed to the method according to DE-OS 36 05 589, in the existing in the exhaust gas Nitrogen oxides after adding a reducing agent in one of the first layer downstream second layer granular, carbonaceous adsorbent removed will. Because the layer to remove nitrogen oxides is a catalytically active layer is usually a high quality carbon adsorbent for this layer used and the layer as quasi drove stationary shift that only when the Pressure drop must be moved. It is therefore appropriate that the material of a screening removed from the denitrification layer is subjected and the oversize in the layer returned and the undersize also to the Melting unit is fed.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figur näher erläutert werden.The invention will now be described with reference to the accompanying figure are explained.
Einer schematisch dargestellten Müllverbrennungsanlage bestehend aus einem Feuerraum 1 mit Verbrennungsrost 2 wird bei 3 Müll zugeführt. Das bei der Verbrennung entstehende Rauchgas durchläuft einen Kesselabschnitt 4 und tritt von dort in einen Entstauber 5 ein, der als Tuchfilter oder E filter ausgebildet sein kann. Wie in der Figur schematisch dargestellt ist, können folgende Nebenprodukte neben dem Abgas auftreten: der Rostabwurf 6, die Kesselschlacke 7, die Kesselasche 8 und die Filterasche 9.A waste incineration plant, shown schematically, consisting of a combustion chamber 1 with a combustion grate 2 is fed with 3 waste. The flue gas generated during combustion passes through a boiler section 4 and from there enters a dust extractor 5 , which can be designed as a cloth filter or E filter. As shown schematically in the figure, the following by-products can occur in addition to the exhaust gas: the grate discharge 6 , the boiler slag 7 , the boiler ash 8 and the filter ash 9 .
Das entstaubte Abgas wird einer Rauchgasentschwefelungsanlage 10 zugeführt, in der mittels eines schwefelbindenden Additives 11 der Hauptteil an Schwefel entfernt wird. Für die Rauchgasentschwefelungsanlage 10 eignen sich alle bekannten nassen, halbtrockenen oder trockenen Rauchgasentschwefelungsverfahren. Die Reaktionsprodukte der Rauchgasentschwefelung werden bei 12 abgezogen.The dedusted exhaust gas is fed to a flue gas desulfurization system 10 , in which the majority of the sulfur is removed by means of a sulfur-binding additive 11 . All known wet, semi-dry or dry flue gas desulfurization processes are suitable for the flue gas desulfurization system 10 . The reaction products of the flue gas desulfurization are subtracted at 12 .
Das vom Hauptteil des Schwefeldioxids befreite Abgas tritt in einen Reaktor 13 mit einem Gasverteilungsraum 13a und einem Gassammelraum 13b ein. In dem Reaktor sind zwischen gasdurchlässigen Wänden, z. B. Jalousien und/oder Lochblechen eine Schicht 14 und eine Schicht 15 aus einem körnigen, kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmaterial eingebracht. Das Material wird kontinuierlich oder diskontinuierlich oben eingeführt und bei 16 bzw. 17 abgezogen. In der ersten Schicht schlägt sich auf den Körnern des Adsorptionsmittels das in Dampfform im Abgas vorhandene Quecksilber nieder. Weiterhin wird von dieser Schicht der noch im Rauchgas vorhandene Feinstaub an Filterasche, Additiv und Reaktionsprodukt aufgefangen. Entsprechend der Beladung wird diskontinuierlich oder kontinuierlich über 10 Schichtmaterial aus der Schicht 14 abgezogen und einer Desorbtionsanlage 18 zugeleitet in dem durch Wärmezufuhr 18a das Quecksilber desorbiert wird. Das Desorbtionsgas wird über Leitung 19 einem Quecksilberadsorber 20, der mit einem höherwertigem, kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmaterial gefüllt ist, zugeführt. Solche Hg-Adsorber gehören zum Stand der Technik. Es ist auch möglich, das Hg durch Kühlung auszukondensieren.The exhaust gas freed from the main part of the sulfur dioxide enters a reactor 13 with a gas distribution space 13 a and a gas collection space 13 b. In the reactor between gas permeable walls, for. B. blinds and / or perforated sheets, a layer 14 and a layer 15 made of a granular, carbon-containing adsorbent material. The material is introduced continuously or discontinuously at the top and drawn off at 16 and 17, respectively. In the first layer, the mercury present in vapor form in the exhaust gas is deposited on the grains of the adsorbent. This layer also collects the fine dust of filter ash, additive and reaction product still present in the flue gas. Depending on the loading, 10 layer material is withdrawn discontinuously or continuously from layer 14 and fed to a desorption system 18 in which the mercury is desorbed by supplying heat 18 a. The desorption gas is fed via line 19 to a mercury adsorber 20 which is filled with a higher-quality, carbon-containing adsorption material. Such mercury adsorbers belong to the prior art. It is also possible to condense the mercury by cooling.
Das vom Quecksilber befreite Desorptionsgas wird über Leitung 19 zur Müllverbrennungsanlage 1, 2, 4 oder vor die Rauchgasreinigungsanlage 10 zurückgeführt. Der mit Quecksilber beaufschlagte Adsorber wird bei 21 abgezogen. Aus der Desorptionsanlage 18 wird das Material aus der Schicht 14 über Leitung 22 mit dem aus der Schicht 15 abgezogenen und mit Schwefeldioxid, HCl, H2SO4, HF- beladenen Material aus der Schicht 15 zusammengeführt und in ein schematisch dargestelltes mit einer Isolierung 24 versehenes Schmelzaggregat 25 eingebracht.The desorption gas freed from mercury is returned via line 19 to the waste incineration plant 1 , 2 , 4 or in front of the flue gas cleaning plant 10 . The mercury-loaded adsorber is withdrawn at 21 . From the desorption 18, the material is brought together from the layer 14 via line 22 loaded with the withdrawn from the layer 15 and with sulfur dioxide, HCl, H 2 SO 4, HF material from the layer 15 and in a schematically illustrated with an insulation 24 provided melting unit 25 introduced.
Diesem Schmelzaggregat werden bei der gezeigten Ausführungsform auch der Rostabwurf 6, die Kesselasche 8 und die Filterasche 9 über Leitung 26 zugeführt.In the embodiment shown, the grate discharge 6 , the boiler ash 8 and the filter ash 9 are also fed to this melting unit via line 26 .
Es ist auch möglich, die Schicht 15 noch derart zu unterteilen, daß auf der Gasaustrittsseite eine dünnere, getrennt abziehbare Schicht mit zugeordnetem Abzug entsteht.It is also possible to subdivide the layer 15 in such a way that a thinner, separately peelable layer with an associated deduction is formed on the gas outlet side.
Das entschwefelte Rauchgas wird einem DeNOx-Reaktor 27 mit Gasverteilungsraum 27a und Gassammelraum 27b zugeführt, nachdem ihm bei 28 ein Reduktionsmittel, z. B. NH3, Ammoniakwasser oder Ammoniakvorstufen, oder Harnstoff oder dgl. zugesetzt worden ist. In dem Reaktor 27 ist eine quasi stationäre Schicht 29 aus einem körnigen, kohlenstoffhaltigen Mittel eingebracht, das der katalytischen Reduktion der NOx-Verbindungen dient.The desulfurized flue gas is supplied to a DeNO x reactor 27 having gas distribution space 27 and a gas collecting space 27 b after it at 28, a reducing agent eg. B. NH 3 , ammonia water or ammonia precursors, or urea or the like. Has been added. A quasi-stationary layer 29 made of a granular, carbon-containing agent is introduced in the reactor 27 , which serves for the catalytic reduction of the NO x compounds.
Dieses körnige, kohlenstoffhaltige Mittel wird oben in den Reaktor 27 eingebracht, unten abgezogen und einer Siebeinrichtung 30 zugeführt. Das Überkorn wird über Leitung 31 zum Reaktorkopf 27 zurückgeführt, während das Unterkorn über Leitung 31 ebenfalls dem Schmelzaggregat zugeführt wird.This granular, carbon-containing agent is introduced into the top of the reactor 27 , drawn off at the bottom and fed to a screening device 30 . The oversize is returned via line 31 to the reactor head 27 , while the undersize is also fed via line 31 to the melting unit.
Bei einer üblichen Müllzusammensetzung werden über Leitung 26 20-40 kg/h pro t Müll dem Schmelzaggregat zugeführt, während über Leitung 22 3-15 kg/h pro t Müll an körnigem, kohlenstoffhaltigem Adsorptionsmittel bzw. katalytisch wirksamem Mittel zugeleitet werden. Die 3-15 kg/h reichen aus, um bei entsprechender Luftzufuhr 32 im Schmelzaggregat 25 Filterasche 9, Rostabwurf 6 und Kesselasche 8 zu einer dichten, auslaugungsfesten, verglasten Schlacke zu verschmelzen.With a conventional waste composition, 20-40 kg / h per ton of waste are fed to the melting unit via line 26 , while 3-15 kg / h per ton of waste of granular, carbon-containing adsorbent or catalytically active agent are fed via line 22 . The 3-15 kg / h are sufficient to melt filter ash 9 , grate discharge 6 and boiler ash 8 into a dense, leach-proof, glazed slag with appropriate air supply 32 in the melting unit 25 .
Das Abgas des Schmelzvorgangs wird über Leitung 33 einer Kondensationseinrichtung 34 zugeführt, in der dem Abgas des Schmelzvorganges, wie bei 34a schematisch gezeigt, Wärme entzogen wird, so daß im Abgas vorhandene Schwermetalle in der Kondensationseinrichtung 34 auskondensieren und bei 34b abgezogen werden können. In das Schmelzaggregat werden adsorbierte Schwermetalle über das Schichtmaterial eingetragen, aber auch durch den Rostabwurf, die Kesselasche und die Filterasche. Das die Kondensationseinrichtung 34 verlassende Rauchgas wird über Leitung 19 der Feuerungsanlage zugeführt (gestrichelt) oder dem Abgas vor der Rauchgasreinigungsanlage 10 zugegeben (ausgezogen), wie dies schematisch durch die die Kondensationseinrichtung 34 mit der Leitung 19 verbindende Leitung 35 dargestellt ist.The exhaust gas from the melting process is fed via line 33 to a condensation device 34 , in which heat is extracted from the exhaust gas from the melting process, as shown schematically at 34 a, so that heavy metals present in the exhaust gas condense out in the condensation device 34 and can be drawn off at 34 b. Adsorbed heavy metals are introduced into the melting unit through the layer material, but also through the rust discharge, the boiler ash and the filter ash. The flue gas leaving the condensation device 34 is fed to the combustion system via line 19 (dashed line) or is added (drawn out) to the exhaust gas upstream of the flue gas purification system 10 , as is shown schematically by the line 35 connecting the condensation device 34 to the line 19 .
Die im Schmelzaggregat 25 anfallende Schlacke wird bei 25a abgezogen und verwertet bzw. deponiert.The slag accumulating in the melting unit 25 is drawn off at 25 a and recycled or deposited.
Falls auch die Schlacke 7 im Schmelzaggregat 25 erschmolzen werden soll, müßte zusätzlicher Brennstoff aufgegeben werden.If the slag 7 is also to be melted in the melting unit 25 , additional fuel would have to be added.
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